自动双层停车场控制设计--毕业论文设计.docx

唐山工业职业技术学院毕业设计说明书题目： 自动双层停车场控制设计 系别 自动化工程系 班级 13电气11 姓名 XXXSSS 学号 138991125 指导教师 陈冬东 2015年11月28日目 录摘要1关键字1一、 概述21.1 课题研究目的与意义21.2 本课题设计的亮点2二、功能需求分析22.1 发展背景22.2 自动双层停车场的工作原理32.3 自动双层停车场的控制要求4三、 接线图及其软件设计63.1 电气接线图：63.2 主电机接线63.3 自动双层停车场的硬件选择73.4 数字量输入部分83.5 数字量输出部分93.6 升降装置部分93.7 控制过程93.8 仿真10四、总结11参考文献12附录131自动双层停车场控制设计马洪宾（13电气11）摘 要编程软件以西门子公司为S7-200PLC设计的V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4编程软件为例。停车场的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。本文首先介绍了本次设计的目的、意义及内容，然后重点介绍了停车场的设计，对程序流程图及编程软件进行了说明，最后对系统进行了仿真。本次设计基于PLC的自动双层停车场控制设计，课题源于市场上自动控制停车场。本设计以操作简单、使用可靠、维护修理方便作为主要设计方向。关键字：停车场 PLC 控制一、概述1.1课题研究目的与意义作为解决城市静态交通的有效措施自动双层停车场。自动化立体停车设备已向空间、高层发展，以其占地面积小、停车效率高、布置灵活、高效低耗、性价比高、安全可靠等优点，越来越受到人们的青睐。作为现代大都市的标志，立体建筑和立体交通都有了显著发展，道路拥挤、车满为患已成为当今快节奏社会中的最不和谐之音，发展立体停车已成为人们的共识。目前我国经济正处在高速发展时期。随着人们生活水平的不断提高和加入世界贸易组织步伐的加快，汽车普遍进入家庭已为期不远，停车市场前景广阔。机械式立体停车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地下停车库和停车楼组合实施。是解决城市停车难最有效的手段，是停车产业发展的必经之路。1.2 本课题设计的亮点机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据30余平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多层立体式车库的话，土地面积将大大减少，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。发展立体停车库是当今社会的必然趋势，机械式立体停车库占地少、存车多，其在停车场听优势是明显的，适合于城市建设的各种场所。二、功能需求分析2.1 发展背景作为解决城市静态交通的有效措施自动双层停车场。自动化立体停车设备已向空间、高层发展，以其占地面积小、停车效率高、布置灵活、高效低耗、性价比高、安全可靠等优点，越来越受到人们的青睐。立体停车设备的发展在国外，尤其在日本有近3040年的历史。无论在技术上还是在经验上均已获得成功。我国也于90年代初开始研究开发机械立体停车设备，距今已有10年历程。机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据30余平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多层立体式车库的话，土地面积将大大减少，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。在地下车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。2.2 自动双层停车场的工作原理自动双层停车场的运行原理即升降横移类机械停车库利用托盘移位产生垂直通道，实现高层车位升降存取车辆。其车位结构为2维矩阵形式，可设计为多层和多列。由于受收链装置及进出车时间的限制，一般为2-4层，2层、3层者居多，现以较为典型的地上23升降横移式为例，说明停车库的运行原理。下排车位只需直接将车子开出即可。如果要呼叫上排车位，只需按下1至3的按钮，再按下叫车按钮，则所按车位将降至下层，而下排车位将左右移动，让出位置让上层车位降下来。即底层只能平移，顶层只能升降。除顶层外，底层都必须预留一个空车位，供进出车升降之用。当底层车位进出车时，无需移动其他托盘就可直接进出车；顶层进出车时，先要判断其对应的下方位置是否为空，不为空时要进行相应的平移处理，直到下方为空才可进行下降动作，进出车完成后再上升回到原位置。其运动的总原则是：升降复位，平移复位。如图21所示。 图21自动双层停车场原理图由于停车设备对场地的适应性强，系统各机械部分可以根据不同地形和空间进行任意的组合、排列，规模可大可小，对土建的要求比较低，因此，应用非常广泛。2.3 自动双层停车场控制要求自动双层停车场控制系统通过人机界面来实现。存车时，在人机界面的主界面中按“存车界面”，在选择需要存车的车位，判断无误后按确认，自动完成存车过程；取车时人机界面进去取车界面，直接选择想要取车的库位，判断无误后按确定，自动完成取车过程。用户存车，进入存车界面。司机将车开到升降台指定位置后下车，发布存车指令，人机界面将相应信号送给PLC，PLC判断是否上升，升降台低速上升，达到指定位置碰到主平层行程开关时，主电机制动。此时汽车在制定车位，并且人机界面上显示相应库位有存车信息。取车时，在人机界面上选择取车界面，选择库位，判断无误后按“叫车”，进入驱车操作。根据库位位置，PLC判断所取车位是否下降，升降台下降，司机把车从升降台上开出。如图22所示。图21图22流程图结束复位指令输入司机入库把车开出升降机根据指令作出相应动作否升降机根据指令作出相应动作否是取车指令输入根据车位判断是否上升是开启司机入库把车开入根据车位判断是否下降17三、 接线图及其软件设计3.1电气接线图：-图31电气接线图3.2 主电机接线电源1号车升降电动机2号车升降电动机3号车升降电动机4号车左右移位电动机5号车左右移位电动机图32主电机接线图3.3 自动双层停车厂的硬件选择3.3.1电动机根据机械传动要求，电动机均选用Y系列封闭自扇冷式笼型异步电动机，同步转速1500r/min。3.3.2熔断器选用RT14-20/20A型熔体和选用RT14-20/2A型熔体。3.3.3接触器系统中电动机运行不频繁，线圈电压去交流220V，接触器主触头通断负载额定电压380V，考虑同一控制系统中元器件规格型号尽可能一致，因此选择时按最大的油泵电动机5.5Kw计算：选用B25型交流接触器，主触头额定电压380V,主触头额定电流20A。3.3.4中间继电器中间及电子选用主要是依据是受控对象的负载性质、触头数量、控制电压和电流。实际选用TP511型中间继电器，其线圈电压220V（与接触型线圈电压一致）；触头额定电流2A，电压220V。3.3.5行程开关考虑两层车库设备较庞大，行程开关选用LXK3T型可调滚轮转臂式行程开关，该行程开关的滚轮行程较大，工作可靠性较高。3.3.6主令按钮从车库管理需要出发，为了防止非值班人员随意操作，故选用钥匙按钮。3.3.7电动机主电路选用铜心塑料绝缘硬线（环境温度下允许载流17A）。其它配线用0.5多股软线。3.3.8 PLC的选用随着PLC技术的发展，PLC产品种类也越来越多，而且功能也日趋完善。不同种类之间的功能设置有着很大的差异，其结构形式、性能、容量、指令系统、价格也不尽相同，适合的场合也个有侧重。这既给PLC机型的选择提供了十分广阔的空间，同时也带来了一定的合理选用难度。PLC型号选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下，追求好的性价比。因此，合理选择PLC，对于提高PLC控制系统技术经济指标有着重要意义。PLC平均的I/O点的价格比较高,因此应该合理选用PLC的I/O点的数量，在满足控制要求的前提下力争使用的I/O点最少，但是必须留有一定的余量。 考虑到本次设计的双层自动停车场控制系统，一般要求PLC的反应速度要满足此控制的要求。根据PLC I/O节点使用原则，需要预留出20%-30%的I/O点来作为扩展使用，双层停车场有15个输入信号，分别是叫车按钮SB1、分别叫1、2、3号位上的车的按钮1、2、3，SQ1至SQ5 5个限位开关，SQ-1至SQ-5 5个关电开关。10个输出信号，分别为1至3号3个托盘的上下移动，4号5号2个托盘的左右移动。在小型PLC中整体式比模块式的价格便宜，体积也小，所以本系统选用PLC型号为西门子S7200(CPU226)，这种机型的I/O点数分别为24/16。 3.4 数字量输入部分 自动双层停车场控制系统的输入共有15个输入点。具体的输入分配如表所示：表33输入信号的地址分配表输入信号名称符号输入点1号车上升限位开关SQ1I0.01号车下降限位开关SQ2I0.12号车上升限位开关SQ3I0.22号车下降限位开关SQ4I0.33号车上升限位开关SQ5I0.43号车下降限位开关SQ6I0.54号车左移限位开关SQ7I0.64号车右移限位开关SQ8I0.75号车左移限位开关SQ9I1.05号车右移限位开关SQ10I1.11号电机热继电器FR1I1.22号电机热继电器FR23号电机热继电器FR34号电机热继电器FR45号电机热继电器FR51号车按钮SB1I2.02号车按钮SB2I2.13号车按钮SB3I2.2叫车按钮SB4I2.3复位按钮SB5I2.43.5 数字量输出部分 自动双层停车场控制系统的输出共有10个输出点。具体的输出分配如表所示：表34输出信号KM的地址分配表输出信号名称符号输出点1号车平台上升KM1Q0.01号车平台下降KM2Q0.12号车平台上升KM3Q0.22号车平台下降KM4Q0.33号车平台上升KM5Q0.43号车平台下降KM6Q0.54号车平台左移KM7Q0.64号车平台右移KM8Q0.75号车平台左移KM9Q1.05号车平台右移KM10Q1.13.6 升降装置部分升降装置包括：1）曳引驱动机，即电机、减速箱和制动器；2）传动部件包括钢丝绳和滑轮（或升降链条、链轮）等；3）对重和平和平衡连；4）升降导轨和对重导轨。曳引驱动机通过钢丝绳（或链条）使载车台升降，同时对重也相应运动，平衡重量这样有利于减小电机功率。3.7控制过程：当1号车取车时，先按SB1按钮，线圈KM11得电，再按SB4按钮，线圈KM14得电，则此时线圈KM10得电，5号车车位右移电机启动，5号车车位右移，行程开关SQ9常开触点断开，常闭触点闭合。至预定位置时，行程开关SQ10常闭触点断开，常开触点闭合，线圈KM10失电，线圈KM14失电，线圈KM8得电，4号车车位右移电机启动，4号车车位右移，行程开关SQ7常开触点断开，常闭触点闭合。至预定位置时，行程开关SQ8常闭触点断开，常开触点闭合，线圈KM8失电，线圈KM11失电，线圈KM2得电，1号车车位下降电机启动，1号车车位下降，行程开关SQ1常开触点断开，常闭触点闭合。至预定位置时，行程开关SQ2常闭触点断开，常开触点闭合，线圈KM2失电。此时所有线圈均失电，1号车开车出库。当1号车因存车而复位上升时，按复位按钮，线圈KM15得电，则线圈KM1得电，1号车车位上升电机启动，1号车车位上升，行程开关SQ2常开触点断开，常闭触点闭合。至预定位置时，行程开关SQ1常闭触点断开，常开触点闭合，线圈KM1失电，KM7得电，4号车车位左移电机启动，4号车车位左移，行程开关SQ8常开触点断开，常闭触点闭合。至预定位置时，行程开关SQ7常闭触点断开，常开触点闭合，线圈KM7失电，线圈KM9得电，5号车车位左移电机启动，5号车车位左移，行程开关SQ10常开触点断开，常闭触点闭合。至预定位置时，行程开关SQ19常闭触点断开，常开触点闭合，线圈KM9失电，线圈KM15失电。此时所有线圈均失电，存车结束。同理，2号车取车时，5号车车位先右移至预定位置，然后2号车车位下降，下降至预定位置停止，司机开车出库，取车结束；2号车存车时，2号车车位先上升至预定位置，然后5号车车位左移，左移至预定位置后，存车结束。3号车取车时，3号车车位直接下降，至预定位置后停止，司机开车出库，取车结束；3号车存车时，3号车车位直接上升，至预定位置后停止，存车结束。3.8仿真：经仿真 ，软件设计无误，所有功能可以实现，设计成功。仿真如下：四、总结自动停车场集中了现代多方面的先进技术，是科技含量较高的车库，其中双层自动停车场停车方便、存取速度快、车库结构灵活、造价低的特点，将可能成为今后停车库发展的主要形式。立体停车库目前在全国各地的很多新建小区内逐渐开始应用，今后随着家庭轿车的增加，经济实用的自动的立体停车库必将兴起，车库实现自动化控制是未来车库技术发展的主方向。可以设置PC机作为控制系统的上位机，通过灵活、友好的人机界面，以互联网作为信息通道，可实现对停车库的远程网络化控制和管理。“车库”是大中城市的热门话题，国家经贸委将“城市立体车库”列为“近期行业技术发展重点”，在现代化大都市中，自动停车场已经渗入到人们的各个生活领域，在机关、宾馆酒店、医院和居民区等许多地方，升降横移式立体停车库成了一个必不可少的基础设施。根据双层自动停车场的运动原理及特点，明确了运动规律，通过对PLC的输入、输出信号数量的确定合理的对PLC进行了选型。并对其运行过程进行了PLC控制程序的编程。总体来说，此次设计给我的影响颇大，让我知道了怎样做好一件事情，也明白了以往所学PLC课程还很不够，所以在本设计中可能存在考虑不周全、设计漏洞等问题。我希望大家提出宝贵意见与建议。三年的大学学习，让我的专业知识有了进一步的提高。课程设计是我们学习中一个重要的实践性环节，它是一个综合性较强的设计课题，为我们以后从事实际的技术工作，打下了一个良好的基础。并且对我们掌握所学知识情况，进行了全面而又直观的检验。想想这次的课程设计，我在其中学到了很多知识，但其中所遇到的困难，也仍旧记忆犹新。它让我明白了无论是设计新产品，还是改造原先的老产品，都是一个复杂的技术过程，容不得半点含糊。这次的课程设计，拓宽了我的知识面，是一个锻炼的好机会。参 考 文 献1宫淑贞,徐世许.可编程控制器原理及其应用(第二版).人民邮电出版社2王永华.现代电气控制及PLC应用技术(第二版).北京航空航天大学出版社.2008.23西门子公司.SEMATIC S7-200可编程序控制器系统手册.2004.64梅丽凤,郑海英,江明颖.电气控制与PLC应用技术.北京：机械工业出版社.2011.15王永华.现代电气及可编程技术.北京航空航天大学出版社6.黄永红.电气控制与PLC应用技术, 北京: 机械工业出版社, 2011.7.王建华. 电气工程师手册, 北京: 机械工业出版社, 2006.8.吴晓君. 电气控制课程设计指导, 北京: 中国建材工业出版社, 2007.附录1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究 4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究 6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现 9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统 10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究 12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发 13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制 14. 基于单片机的自动找平控制系统研究 15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发 16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发 17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现 18. 一种基于单片机的轴快流CO,2激光器的手持控制面板的研制 19. 基于双单片机冲床数控系统的研究 20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制 21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制 22. 基于单片机的软起动器的研究和设计 23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究 24. 基于单片机的机电产品控制系统开发 25. 基于PIC单片机的智能手机充电器 26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究 27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究 28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制 29. 基于微型光谱仪的单片机系统 30. 单片机系统软件构件开发的技术研究 31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制 33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用 34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制 35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制 36. 基于单片机的数字磁通门传感器 37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究 38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究 39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制 40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪 41. 基于单片机的电机运动控制系统设计 42. Pico专用单片机核的可测性设计研究 43. 基于MCS-51单片机的热量计 44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站 45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究 46. 基于单片机的轮轨力检测 47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现 48. 基于单片机的电液伺服控制系统 49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制 50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究 51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究 52. 单片机控制的后备式方波UPS 53. 提升高职学生单片机应用能力的探究 54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究 55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究 56. 基于单片机的多通道数据采集系统 57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制 58. 基于单片机的红外测油仪的研究 59. 96系列单片机仿真器研究与设计 60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造 61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现 62. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制 63. 基于单片机的气体测漏仪的研究 64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器 65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究 66. 基于单片机的膛壁温度报警系统设计 67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计 68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统 69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统 70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究 71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践 72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现 73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统 74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究 75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统 76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用 78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究 80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发 81. 基于Cygnal单片机的C/OS-的研究82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究 83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现 84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究 85. 基于单片机-免疫计数器自动换样功能的研究与实现 86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现 87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统 88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现 89. 单片机监测系统在挤压机上的应用 90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用 91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用 93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发 94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计 96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发 97. 锅炉的单片机控制系统 98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计 99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制 100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现 101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计 102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制 104. 基于ADC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计 106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究 107. 单片机实现的寻呼机编码器 108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究 109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究 111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制 112. PIC单片机在空调中的应用 113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究 项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！单片机论文，毕业设计，毕业论文，单片机设计，硕士论文，研究生论文，单片机研究论文，单片机设计论文，优秀毕业论文，毕业论文设计，毕业过关论文，毕业设计，毕业设计说明，毕业论文，单片机论文，基于单片机论文，毕业论文终稿，毕业论文初稿，本文档支持完整下载，支持任意编辑！本文档全网独一无二，放心使用，下载这篇文档，定会成功！